Silica-Aerogel erleichtert die "Wärmeisolierung"

In der heutigen Gesellschaft werden Energieeinsparung, Verbrauchsreduktion und Emissionsreduktion als Entwicklungsmodelle befürwortet. Unter den durchführbaren Maßnahmen ist neben der effizienten Energieumwandlung und der rationalen Entwicklung erneuerbarer Energien auch die Verbesserung der Energieeffizienz der Schlüssel zur Energieeinsparung, weshalb "Dämmstoffe" zunehmend Aufmerksamkeit erhalten.

Der Grund dafür ist, dass das Wärmedämmmaterial aufgrund seiner extrem niedrigen Wärmeleitfähigkeit den Wärmeverlust beim Prozess der Wärmeerzeugung, -transport, -speicherung und -nutzung reduzieren kann, so dass es im Bau, in der chemischen Industrie, in der Elektronik, in der Kleidung, in der Luft- und Raumfahrt usw. weit verbreitet ist. Unter ihnen ist der typischste Vertreter Silica Aerogel, aufgrund seiner niedrigen Wärmeleitfähigkeit (<20,0mW/m K), Dielektrizitätskonstante (<1,7), Brechungsindex (<1,1) und hohen Einzigartige Eigenschaften wie Oberfläche (*1000,0m²/g) können in vielerlei Hinsicht eine Rolle spielen. Unter allen vorgeschlagenen Anwendungen sind potenzielle Kandidaten für Wärmedämmanwendungen zweifellos eine der fokussiertesten Richtungen.

Wärmedämmungsprinzip von Silica Aerogel

Die extrem geringe Wärmeleitfähigkeit des Silica-Aerogels wird vor allem auf seine einzigartige Nanoporen- und dreidimensionale Netzwerkstruktur zurückgeführt. Da sich die Poren des Aerogels auf der Nanoskala befinden, die nahe dem mittleren freien Pfad der Phononen liegt, haben die Nanoporen, wenn Wärme durch die Poren des Aerogels fließt, einen ernsthaften Streueffekt auf die Phononen, wodurch der mittlere freie Weg der Phononen reduziert und die Wärme erzeugt wird. Die Effizienz der Wärmeübertragung durch Gas-Feststoff-Kopplung wird reduziert.

Gleichzeitig ist die Porosität im Inneren des Aerogels sehr hoch, die mehr als 90% erreichen kann, und die Wände der Nanoporen sind wie Hitzeschilde, die kontinuierlich thermische Strahlung reflektieren und brechen. Die unendliche Anzahl von Porenwänden macht die Strahlung Die Wärmeübertragung nimmt immer ab; Die Aerogel-Porengröße ist ähnlich dem mittleren freien Weg von Luftmolekülen, und die Gasmoleküle in den Nanoporen verlieren oft die Fähigkeit, frei zu fließen, wodurch die Poren in einem Vakuumzustand sind, und die Effizienz der konvektiven Wärmeübertragung ist nahe Null.

Verwendung von Kieselsäure zur Wärmedämmung

Silica Aerogel ist derzeit der feste Werkstoff mit der besten Wärmedämmleistung. Aufgrund seiner Sprödigkeit werden in der Regel verschiedene Dotiermethoden verwendet, um die mechanischen Eigenschaften in der Anwendung zu verbessern. Gegenwärtig hat die Anwendung verwandter Produkte Wärmedämmungsangelegenheiten wie wissenschaftliche Forschung, Industrie, nationale Verteidigung usw. abgedeckt, insbesondere in Luft- und Raumfahrt und Navigation. Gleichzeitig kann es auch in verschiedenen zivilen und industriellen Bereichen eingesetzt werden. Im Folgenden sind einige Anwendungen der Silica Aerogel Form.

1. Aerogelfilz

Verbundwerkstoffe, die durch Faserverstärkung hergestellt werden, werden im Allgemeinen Aerogelmatten genannt. Derzeit werden Silica-Aerogel-Decken hauptsächlich in Wärmedämmgebäuden verwendet. Verglichen mit traditionellen Wanddämmmaterialien wie Steinwolle, Mauerwerk und Faser auf dem Markt hat Aerogelfilz nicht nur eine ausgezeichnete Wärmedämmleistung, sondern auch eine entsprechende mechanische Festigkeit, die die Wärmedämmungs- und Wärmedämmungsanforderungen der Wanddämmung erfüllen kann. Festigkeitsanforderungen. Darüber hinaus wird der Silica-Aerogelfilz zu einer Sandwichstruktur verarbeitet, so dass er direkt auf die Außenwanddämmung aufgebracht werden kann.

2. Isolierglas

Gegenwärtig ist China der weltweit größte Hersteller und Nutzer von Glasvorhangwänden. Obwohl es ausgezeichnete Licht- und ästhetische Vorteile hat, verursachen Glasvorhangwände auch übermäßigen Energieverbrauch aufgrund von Wärmeaufnahme und Lichtreflexion. Wenn Aerogel jedoch zur Glasvorhangwand hinzugefügt wird, kann es die Wärmedämmkapazität des Gebäudes erhöhen und den Energieverbrauch des Glasvorhangwandgebäudes reduzieren, ohne die ursprüngliche Beleuchtung und Ästhetik des Glases zu beeinträchtigen. Jensen et al. verwendeten poröses Kieselsäureaerogel, um die mittlere Glasschicht zu füllen, und stellten fest, dass die Wärmedämmleistung tatsächlich verbessert wurde, was die breite Marktperspektive von Kieselsäureaerogelfenstern verdeutlicht, die in Zukunft ein großartiges Werkzeug zur Energieeinsparung und Emissionsreduzierung werden sollen.

3. Wärmedämmbeschichtung/Folie

Derzeit wird schrittweise an Aerogelen im Bereich Beschichtungen/Folien geforscht. In Bezug auf Beschichtungen haben Lu Bin und andere von der Central South University Silica Aerogel mit wasserbasiertem Acrylharz gemischt, um Wärmedämmbeschichtungen für Glas vorzubereiten. Gao Shuya und andere haben Aerogel durch Mischen von Silica-Aerogel mit Epoxidharz-Verbundmaterialien hergestellt; In Bezug auf dünne Filme haben Ni Xingyuan und andere Wärmedämmfolien hergestellt, die aus Metallaluminiumfolie und Silica-Aerogel bestehen, was den Wärmedämmeffekt um das Fünffache erhöht hat.

Die Bedeutung der "Wärmedämmung" zur Verbesserung der Energieeffizienz und zur Realisierung von Energieeinsparungen, Verbrauchsreduzierungen und Emissionsreduzierungen ist offensichtlich. Daher ist die Forschung zur Anwendung von Silica-Aerogel in Wärmedämmmaterialien sehr wichtig für die effiziente Nutzung von Ressourcen und Energie, Energieeinsparung und Emissionsreduktion. Die Verringerung des Verbrauchs ist von großer Bedeutung.